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Bei der Diamantseilsäge bestimmt der Hauptmotor die Schnittgeschwindigkeit des Seils, indem er das Antriebsrad dreht. Bei der Auswahl des Elektromotors werden deshalb drei Fragen gemeinsam beantwortet: Wie ist das Antriebsrad mit der Motorwelle verbunden, wie läuft die Maschine mit gespanntem Seil an, und wie wird die Seilgeschwindigkeit eingestellt? In diesem Beitrag behandeln wir Einseilsägen, wie sie in Marmorsteinbrüchen und beim Blockschnitt eingesetzt werden; die Hauptantriebe von Mehrseil-Blocksägen werden gesondert bewertet.
Der Antriebsstrang der Seilsäge
Eine Einseilsäge besteht aus dem Hauptantriebsmotor, einem großen Antriebsrad (Schwungrad), dem Diamantperlenseil, den Umlenkrollen, über die das Seil läuft, und dem Fahrantrieb, der die Maschine auf der Schiene zurückzieht. Der Hauptmotor dreht das Antriebsrad, das Rad zieht das Seil mit. Mit fortschreitendem Schnitt fährt die Maschine auf der Schiene zurück und hält so die Seilspannung aufrecht.
Die Verbindung zwischen Hauptmotor und Antriebsrad unterscheidet sich von Maschine zu Maschine:
- Antriebsrad direkt auf der Motorwelle: Das Rad sitzt auf der Motorwelle. Das ist die einfachste Anordnung, Gewicht des Rads und Seilzug wirken aber direkt auf die Motorlager.
- Separat gelagerte Radwelle: Das Rad dreht in eigenen Lagern, der Elektromotor ist über Kupplung oder Riemen mit dieser Welle verbunden. Die Radiallast auf die Motorwelle ist geringer.
- Untersetzung über Getriebe oder Riemen: Liegt die Raddrehzahl unter der Motordrehzahl, ist eine Riemenstufe oder ein Getriebe dazwischengeschaltet.
Vor dem Austausch muss festgestellt werden, welche Anordnung vorliegt; denn dieser Punkt macht bei der Auswahl des Elektromotors den größten Unterschied.
Wenn das Antriebsrad auf der Motorwelle sitzt
Bei Anordnungen mit dem Rad direkt auf der Motorwelle trägt der Elektromotor deutlich mehr Radiallast als bei einem normalen Antrieb mit Kupplung. Gewicht des Rads, Seilspannung und der Überstand des Rads am Wellenende bestimmen die Last auf das vordere Lager. Welle und Lager eines Standard-Elektromotors sind in IEC-Maßen für gewöhnliche Riemen- und Kupplungslasten ausgelegt.
Deshalb wird bei dieser Anordnung ohne folgende Prüfungen kein Standard-Elektromotor empfohlen:
- Entsprechen Wellendurchmesser und Wellenlänge des alten Elektromotors dem genormten IEC-Wellenende, oder handelt es sich um eine herstellerspezifisch verlängerte oder verstärkte Welle?
- Gibt es auf der Antriebsseite statt eines Standardlagers ein Rollenlager oder eine zusätzliche Lagerung?
- Wird die Radnabe mit Passfeder, Spannsatz oder Kegelbuchse auf der Welle befestigt?
Sind Welle oder Lagerung speziell, ist für diese Aufgabe eine Sonderausführung erforderlich; sie liegt unter Umständen außerhalb der Standardbaureihe im Katalog 2026 von HEM Motor – fragen Sie uns mit Typenschild- und Anwendungsdaten. Sitzt das Rad auf einer separat gelagerten Welle und ist der Elektromotor über eine Kupplung verbunden, kommen Standard-Elektromotoren mit Graugussgehäuse in Frage; dann werden die Anschlussmaße mit der technischen Zeichnung verglichen.
Seilgeschwindigkeit: Raddurchmesser und Motordrehzahl
Die Seilgeschwindigkeit ist das Produkt aus Umfang des Antriebsrads und Raddrehzahl: Seilgeschwindigkeit (m/s) = π × Raddurchmesser (m) × Raddrehzahl (U/min) ÷ 60. Die Seilgeschwindigkeit beeinflusst die Lebensdauer der Diamantperlen und die Schnittleistung unmittelbar; den richtigen Wert bestimmen die Empfehlung des Seilherstellers und die Gesteinsart.
Ein hypothetisches Beispiel
Die Werte dienen nur zur Veranschaulichung des Verfahrens. Angenommen, der Raddurchmesser beträgt 800 mm und die Raddrehzahl 750 U/min: Die Seilgeschwindigkeit beträgt dann ≈ 3,14 × 0,8 × 750 ÷ 60 ≈ 31 m/s. Würde dasselbe Rad direkt mit der Nenndrehzahl eines 4-poligen Elektromotors von etwa 1485 U/min drehen, verdoppelte sich die Seilgeschwindigkeit ungefähr. Das Beispiel zeigt, wie entscheidend die Motordrehzahl bei Maschinen mit direkt auf der Motorwelle sitzendem Rad ist: Ändert sich die Polzahl, ändert sich die Seilgeschwindigkeit grundlegend.
Die erste Regel lautet daher auch hier, die Polzahl des alten Elektromotors beizubehalten. Arbeitet die Maschine mit Umrichter, wird die Seilgeschwindigkeit am Umrichter eingestellt; selbst dann ist die Bemessungsdrehzahl des Elektromotors der Grundwert, auf dem die Umrichtereinstellungen beruhen.
Anlauf: die erste Bewegung mit gespanntem Seil
Der Anlauf einer Seilsäge unterscheidet sich von dem eines gewöhnlichen Ventilators oder einer Pumpe. Das Seil steht im Schnitt in Kontakt mit dem Stein und ist gespannt; zudem hat das schwere Antriebsrad eine hohe Trägheit. Ein abrupter Anlauf belastet das Seil, kann Perlen verschieben und erhöht das Risiko eines Seilrisses. Hat sich das Seil im Schnitt verklemmt, steigt das erforderliche Anlaufmoment weiter.
- Direktanlauf: Der Anlaufstoß ist am höchsten; mit Blick auf Seil und Rad wird er meist nicht bevorzugt.
- Stern-Dreieck: Senkt den Anlaufstrom, aber auch das Drehmoment; bei einem gespannten, zum Verklemmen neigenden Seil läuft der Elektromotor womöglich nicht mit ausreichendem Drehmoment an.
- Sanftanlasser: Fährt den Anlauf über eine Rampe; Strom und Stoß sinken, das niedrige Anlaufmoment kann jedoch weiterhin begrenzend sein.
- Frequenzumrichter: Stellt die Seilgeschwindigkeit stufenlos ein und ermöglicht eine kontrollierte Rampe. Bei Seilsägen ist dies die häufigste Lösung.
Welches Verfahren verwendet wird, hängt von der Schaltschrankauslegung des Maschinenherstellers ab. Die Typenschildspannung des neuen Elektromotors wird nach dem Verfahren gewählt, das an der alten Maschine vorhanden ist; für Stern-Dreieck am 400-V-Netz ist ein für 400/690 V (Δ/Y) ausgelegter Elektromotor erforderlich.
